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AbstractAbstract
[en] In the framework of the development of Sodium Fast Reactors in France, supercritical carbon dioxide integrated in the Brayton cycle is proposed as new cycle energy conversion system to replace current steam generators. Ferritic-Martensitic steels with 9-12 wt% Cr are good candidates for heat exchanger application because they have good mechanical properties up to a temperature of 600 C, a high thermal conductivity, a low coefficient of thermal expansion and a lower cost than that of austenitic steels. However, it has been found that these steels present a high parabolic oxide growth rate and a strong carburization in the temperature and pressure conditions of the SC-CO2 cycle (550 C, 250 bar). This study aims to investigate the influence of different parameters (impurities present in CO2, thermal ramp rate and surface state) on the oxidation mechanism of a Fe-12 Cr steel in CO2 at 550 C. It has been shown that depending on these parameters, a thin protective oxide scale without any strong carburization can be obtained. A model is proposed to explain the experimental results. (author)
[fr]
Dans le cadre du developpement des reacteurs nucleaires de 4eme generation et plus particulierement du reacteur a neutrons rapides refroidi au sodium (SFR), le CO2 supercritique, dans un cycle de Brayton, a ete identifie comme fluide potentiel en remplacement de la vapeur d'eau dans le cycle de conversion de l'energie. Les aciers ferrito-martensitiques contenant 9 a 12 % en poids de Cr sont de bons candidats pour la realisation d'echangeurs thermiques car ils presentent de bonnes proprietes mecaniques jusqu'a une temperature de 600 C, une forte conductivite thermique, un faible coefficient d'expansion thermique ainsi qu'un cout plus faible que celui des aciers austenitiques. Cependant, il a ete montre que ces aciers forment une couche d'oxyde a croissance rapide et carburent fortement dans les conditions du circuit de conversion d'energie (550 C, 250 bar). Cette etude a pour objectif d'etudier l'influence de differents parametres (les impuretes presentes dans le CO2, les vitesses de rampe thermique ainsi que l'etat de surface) sur le mecanisme d'oxydation d'un acier Fe-12Cr dans le CO2 a 550 C. Il est montre qu'en fonction de la valeur de ces parametres, il est possible de former une couche d'oxyde fine protectrice en surface sans carburation. Un modele permettant de rendre compte de l'ensemble des resultats experimentaux est proposeOriginal Title
Etude des premiers instants d'oxydation d'un acier ferrito-martensitique Fe-12Cr dans le CO2
Primary Subject
Source
16 Oct 2012; 227 p; 69 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Sciences et Genie des Materiaux
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
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INIS IssueINIS Issue
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